JP3083772B2 - アルミニウムドロス残灰の処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、アルミニウムド
ロス残灰の処理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、アルミニウムの溶解時に発生する
アルミニウムドロスは再溶解処理してアルミニウム分を
回収し、アルミニウムドロス残灰として廃棄し、あるい
は地盤改良材などとして再利用している。しかしなが
ら、このアルミニウムドロス残灰中には、窒化アルミニ
ウムなどが残存しており、この残存成分が雨水などに触
れることより反応して悪臭を発生するという問題があ
る。このため、アルミニウムドロス残灰を加熱処理し
て、残存している窒化アルミニウムなどを除去すること
が行なわれている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の加熱処理
は、アルミニウムドロス残灰をロータリキルン中に入れ
て、酸化性雰囲気下で加熱することにより行なうように
しており、この加熱手段として重油などの化石燃料をバ
ーナで燃焼するようにしたものが用いられている。この
方法によれば、加熱による窒化アルミニウムなどの酸化
処理はできるが、加熱の際に大量の排ガスが発生し、と
くに最低限の加熱により処理を行なわせるという管理が
なされていないために、余分な加熱により燃料の無駄が
生じるばかりでなく、余分な排ガスを生じさせるという
問題もある。さらに大量の排ガスにより、アルミニウム
ドロス残灰中の微粉が飛散し、処理量歩留まりの低下お
よび粉塵などの環境面での問題もある。

【０００４】また特開昭５３−１２３３９８号公報、特
開昭５４−１３４９６号公報では、微粉の飛散を防止す
るために、前処理として造粒を行なっているが、アルミ
ニウムドロス残灰は造粒に不可欠な水と反応してアンモ
ニアを発生するため、造粒時の悪臭発生という問題が生
じる。

【０００５】この発明は、このような従来の課題を解決
するためになされたものであり、アルミニウムドロス残
灰中の窒化アルミニウムなどを最小限の加熱により酸化
除去することができ、したがって排ガスも最小限にする
ことができ、造粒工程が省略できるアルミニウムドロス
残灰の処理方法を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、アル
ミニウムドロス残灰を加熱炉内で酸化性ガスを供給しつ
つ加熱処理する処理方法において、炉内に一対の電極を
対向させてアークを発生させることにより炉内を加熱す
るようにしたものである。

【０００７】この発明では、化石燃料を使用せず、燃料
の燃焼による排ガスが発生しないために、炉外に排出す
る排ガス量を少なくすることができるとともに、炉の開
閉の際に電極を取付け、取り外しする操作が容易であ
り、加熱処理操作を簡単にすることができる。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て炉内を不活性ガス雰囲気に保った状態で所定の反応温
度まで加熱し、その後炉内に酸化性ガスを供給して加熱
処理するようにしたものである。

【０００９】この発明では、炉内を昇温する工程におけ
る加熱での排ガスがなく、このため排ガス量を少なくす
ることができる。さらに加熱初期に認められる残灰の炉
壁への付着を防止することができる。

【００１０】請求項３の発明は、アルミニウムドロス残
灰を加熱炉内で酸化性ガスを供給しつつ加熱処理する処
理方法において、炉内からの排ガスの酸素濃度を連続的
に測定し、その測定値に基づいて炉内への酸化性ガスの
供給量を調整するようにしたものである。

【００１１】この発明では、排ガス中の酸素濃度を連続
的に測定しているために、加熱反応の進行状況を常に把
握することができ、したがって無駄のない加熱処理を行
なって排ガスを最小限にすることができる。

【００１２】請求項４の発明は、アルミニウムドロス残
灰を加熱炉内で酸化性ガスを供給しつつ加熱処理する処
理方法において、炉内からの排ガスの酸素濃度を測定
し、その測定値に基づいて加熱処理を終了させるように
したものである。

【００１３】この発明では、排ガス中の酸素濃度の測定
により反応の終了を正確に知ることができ、これによっ
て炉内の加熱を最小限にし、排ガスの量を最小限にする
ことができる。

【００１４】請求項５の発明は、請求項３または４の発
明において炉内を不活性ガス雰囲気に保った状態で所定
の反応温度まで加熱し、その後炉内に酸化性ガスを供給
して加熱処理するようにしたものである。

【００１５】この発明では、炉内を昇温する工程におけ
る加熱での排ガスがなく、このため排ガス量を少なくす
ることができる。さらに加熱初期に認められる残灰の炉
壁への付着を防止することができる。

【００１６】請求項６の発明は、請求項３〜５のいずれ
かの発明において、電気的加熱手段を用いて上記加熱炉
内を加熱するようにしたものである。

【００１７】この発明では、化石燃料を使用せず、燃料
の燃焼による排ガスが発生しないために、排ガス量を少
なくすることができる。

【００１８】請求項７の発明は、請求項６の発明におけ
る電気的加熱手段として、炉内に一対の電極を対向させ
てアークを発生させることにより炉内を加熱するように
したものである。

【００１９】この発明では、請求項６の発明において、
燃料の燃焼による排ガスが発生しないために、炉外に排
出するガス量を少なくすることができるとともに、炉の
開閉の際に電極を取付け、取り外しする操作が容易であ
り、加熱処理操作を簡単にすることができる。

【００２０】請求項８の発明は、請求項１〜７のいずれ
かの発明において、炉の排ガス出口に集塵装置を設置し
て捕集したダストを酸化性ガスの供給ラインに戻し、ダ
ストを循環させるようにしたものである。

【００２１】この発明では、酸化性ガスの吹き込みによ
り飛散した微粉を炉内にリターンできるため、微粉の飛
散をほぼ完全に抑えることができ、処理量歩留まりのさ
らなる向上および環境改善を図ることができ、ダストの
循環により固気接触が高まるため、反応性も向上する。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１および図２において、処理装
置は加熱炉本体１と、この炉本体１の傾動手段２と、こ
の炉本体１内に前側および後側から電極棒を挿入する電
極手段３および４と、炉蓋開閉手段５とを備えている。
上記炉本体１は、図３に示すように、耐火材を内張りし
た筒状体からなり、前側の開口部には炉蓋５０が取付け
られてパッキン１０を介して炉本体１と相対的に回転で
きるようにシールされ、後側の開口部には電極スリーブ
４５が取付けられている。この電極手段３は電極棒３０
とそれを保持する電極棒ホルダ３１とからなり、また電
極手段４は電極棒４０とそれを保持する電極棒ホルダ４
１とからなっている。

【００２３】上記炉蓋５０の中心部には電極スリーブ３
５が取付けられ、またその周囲には反応ガスの供給口５
９および炉内の排ガスを取り出す排ガス管２９が取付け
られている。この反応ガスの供給口５９には、図示しな
い配管の一端部が接続され、その他端部は酸化性ガス
（純酸素、空気、またはそれらの混合ガス）不活性ガス
（アルゴンなど）などのガス供給源が互いに切換え可能
に接続され、酸化性ガスまたは不活性ガスのいずれかが
供給口５９から炉内に供給されるようにしている。また
排ガス管２９の先端部には、図示しない酸素濃度計測装
置が設置されている。また炉本体１の前部外周部および
後部外周部には、それぞれ前部環状レール１１および後
部環状レール１２が取付けられている。また炉本体１の
前部および後部の上側には排ガスフード２８がそれぞれ
設置され、炉本体１内から排出された排ガスを図示しな
い排ガス処理装置を通して有害物質を除去した後、大気
に放出するようにしている。

【００２４】炉蓋開閉手段５は、上記炉蓋５０を保持す
る台車５１とこの台車５１の下面に取付けられた車輪５
２が走行する平面形状が円弧状のレール６３と、この台
車５１をレール６３に沿って移動させる駆動手段とから
形成されている。この駆動手段は、ピット６０内に設置
された駆動モータ６１とこの駆動モータ６１により基端
部を中心にして旋回する駆動アーム６２とを備え、この
駆動アーム６２の先端部で上記台車５１を支持してい
る。したがって、駆動モータ６１を駆動させて、図１実
線の状態から駆動アーム６２を介して台車５１をレール
６３に沿って移動させ、仮想線の状態まで移すことによ
り、炉蓋５０が開かれた炉本体１を傾動させることがで
きるようになる。

【００２５】また台車５１の上部には一対の互いに平行
なガイドバー５３が設けられ、このガイドバー５３は駆
動モータ５３０により回転するねじ棒によって形成さ
れ、このガイドバー５３に上記電極棒ホルダ３１を載置
した小台車３２が螺合し、これによって小台車３２がガ
イドバー５３に沿って移動するように構成されている。
したがって、駆動モータ５３０を駆動させて、小台車３
２を進退させることにより、これに載置された電極棒ホ
ルダ３１を介して電極棒３０を炉本体１内に挿入し、あ
るいは引抜くことができる。

【００２６】上記炉本体１の後側には支持レール６５が
設置され、この支持レール６５上には炉本体１に向かっ
て進退する台車６６が設置され、この台車６６上には互
いに平行な一対のねじ棒からなるガイドバー６７が設け
られている。そしてこのガイドバー６７は駆動モータ６
７０により回転するように構成され、これに螺合するこ
とによりこれに沿って移動するように小台車４２が設け
られ、この小台車４２上に上記電極棒ホルダ４１が載置
されている。また炉本体１の後側には、電極スリーブ４
５の外側端部に電極冷却カバー４４および防炎板４３が
取付けられ、電極棒４０はこの防炎板４３、電極冷却カ
バー４４および電極スリーブ４５を貫通して先端部が炉
内に突出するようにしている。この電極冷却カバー４４
および防炎板４３は、炉本体１の前側にも同様に取付け
られている（図示省略）。

【００２７】炉本体１は、図４および図５にも示すよう
に、炉本体前部を囲む門型の部分と炉本体下部に位置す
る部分を備えた形状の保持枠１５によって保持され、こ
の保持枠１５は炉本体前部下側において支持枠１３によ
り水平な支持軸１４回りに回転可能に支持されている。
また保持枠１５の下部後端部にはピット２０が形成さ
れ、このピット２０中には保持体２１によって油圧シリ
ンダ２２が水平な支持軸２３回りに回転可能に保持さ
れ、そのピストンロッド２４の上端部には上記保持枠１
５の後端部が水平な連結軸２５を介して連結されてい
る。したがって、ピストンロッド２４を伸長させて連結
軸２５を介して支持枠１５の下部後端部を押し上げる
と、炉本体１は支持軸１４回りに回転して、図２仮想線
に示すように傾斜することになる。

【００２８】また保持枠１５の後端部上には駆動モータ
１９が設置され、この駆動モータ１９によって回転駆動
される駆動ローラ１８が炉本体１の後部環状レール１２
に圧接され、また後部環状レール１２は一対の従動ロー
ラ１６によって支持されている。また前部環状レール１
１は一対の従動ローラ１６によって支持されるととも
に、複数個の周方向に配置されたガイドローラ１７によ
って一定位置で回転するようにガイドされている。した
がって、駆動モータ１９の駆動により炉本体１はその軸
回りに回転するが、炉蓋５０は台車５１に保持されてい
るために、回転しない。なお、炉蓋５０を閉鎖時に炉本
体１に対してクランプ手段によってクランプし、炉本体
１とともに回転させるようにしてもよく、その場合は排
ガス配管２９は炉蓋５０には取付けず、炉蓋５０に排ガ
ス排出口を形成するとともに、それに向けて排ガス吸引
用のフードを開口させるようにすればよい。

【００２９】上記装置によりアルミニウムドロス残灰の
加熱処理（改質処理）を行なう方法の１例を、図６のフ
ローチャートにしたがって説明する。まず常法により加
熱炉本体１を適宜の加熱手段によって５００℃〜１２０
０℃程度に予熱しておき、ステップＳ１で炉蓋５０を開
く。この際、電極棒３０，４０は炉本体１から後退させ
ておく。この状態で、炉本体１の開口部から適宜の治具
により所定量のアルミニウムドロス残灰を炉本体内に装
入し、炉蓋５０を閉じる（ステップＳ２、ステップＳ
３）。つぎにステップＳ４で電極棒３０，４０をそれぞ
れ電極スリーブ３５，４５を通して炉内に挿入し、両電
極棒３０，４０の先端部を所定の間隔をもって対向させ
る。同時に炉本体内に不活性ガスを供給しながら両電極
棒３０，４０間にアークを発生させて炉内を加熱すると
ともに、炉本体１を回転させる。この回転は、駆動モー
タ１９を駆動させて駆動ローラ１８を回転させ、これに
圧着された環状レール１２を介して炉本体１に回転力を
付与することにより行ない、この回転により内容物（ア
ルミニウムドロス残灰）の撹拌を行なう。この際に、内
容物を均一に加熱するために炉本体１を一方向に回転さ
せるのではなく、正逆回転を繰り返すようにしてもよ
い。なお、炉本体１の回転はアルミニウムドロス残灰の
装入時から実施してもよい。

【００３０】またステップＳ５で炉内温度を測定し（例
えば、排ガス温度の測定によって）、所定の温度に達し
ていなければステップＳ４に戻り、所定の温度に達する
まで加熱および撹拌を継続する。また、必要に応じて所
定の温度で所定時間保持する。

【００３１】なお、ここで不活性ガスを使用するのは、
電極棒３０，４０の酸化消耗を防止するためであり、さ
らに不活性ガスを採用すると加熱初期に認められる残灰
の炉壁への付着を防止する効果もある。

【００３２】その後、ステップＳ６で加熱を停止すると
ともに炉本体１の回転を停止し、また不活性ガスの供給
も停止する。そしてステップＳ７で電極棒３０，４０を
引き抜く。この引き抜きは、電極棒３０，４０を電極ス
リーブ３５，４５から完全に引き抜いて開口部に蓋をす
るようにしてもよく、また電極スリーブ３５，４５に貫
通した状態で電極棒３０，４０の先端部が電極スリーブ
３５，４５の内側端から突出しない程度に後退させた状
態で停止させてもよい。ついでステップＳ８で炉本体１
を回転させ、ステップＳ９でガス供給口５９から純酸
素、空気あるいはこれらの混合ガスなどの酸化性ガス
（反応ガス）を供給して炉内の不活性ガスを排ガス管２
９から排出させることにより炉内雰囲気を酸化性にし、
これによってアルミニウムドロス残灰を改質反応させ
る。この反応ガスの供給に応じて、排ガス管２９から排
ガスが排出され、ステップＳ１２でこの排ガスの酸素濃
度が所定の反応終了値に達しているか否かを連続的に測
定する。

【００３３】上記ステップＳ１２での測定で酸素濃度が
所定値に達していなければ、ステップＳ１３で所定の炉
内温度（改質反応に好ましい温度、例えば１０００℃）
になっているか否かを判断し、所定温度になっていなけ
ればステップＳ４に戻って再度炉内の加熱を行なう。所
定温度以上になっていれば、ステップＳ１４で炉本体の
耐火温度を超えていないか否かを判断し、超えていれば
ステップＳ１５で反応ガスの供給量あるいは酸素濃度を
減少させることにより、反応を抑制して炉内温度を下げ
るようにし、またステップＳ９に戻る。反応ガスの供給
量あるいは酸素濃度の調整は、反応ガスの供給系におい
てガスの供給量を増減し、あるいはアルゴンガスを混入
させることにより行なえばよい。炉本体の耐火温度を超
えていなければそのままステップＳ９に戻る。

【００３４】そしてステップＳ１２での測定で酸素濃度
が所定値（反応終了時の酸素濃度）に達した場合にはス
テップＳ１６で反応ガスの供給を停止するとともに、炉
本体１の回転を停止し、ステップＳ１７で電極棒を後退
させ、ステップＳ１８で炉蓋５０を開く。すなわち、駆
動モータ６１を駆動させて、図１実線の状態から駆動ア
ーム６２を介して台車５１をレール６３に沿って移動さ
せ、仮想線の状態まで移すことにより、炉蓋５０を開
く。そして油圧シリンダ２２を駆動させることにより、
図２仮想線で示すように炉本体１を傾動させ（ステップ
Ｓ１９）、改質処理したアルミニウムドロス残灰を排出
し（ステップ２０）、炉本体１を水平状態に戻す（ステ
ップＳ２１）。

【００３５】図７のフローチャートは、アルミニウムド
ロス残灰の加熱処理（改質処理）を行なう方法の別の例
である。なお、図６と共通する部分については説明を省
略する。

【００３６】ステップＳ４で炉本体１内に不活性ガスを
供給するとともに、炉本体１を回転させる。続いてステ
ップＳ５で電極棒３０，４０を炉内に挿入し、ステップ
Ｓ６で加熱を開始する。

【００３７】加熱時は炉内温度を測定して所定の温度に
達するまで加熱および撹拌を継続し、また必要に応じて
所定の温度で所定時間保持する（ステップＳ７）。その
後、ステップＳ８で加熱を停止するとともに不活性ガス
の供給も停止する。そしてステップＳ９で電極棒３０，
４０を引き抜く。ついでステップＳ１０でガス供給口５
９から酸化性ガス（反応ガス）を供給して改質反応を行
なう。

【００３８】反応ガス供給後、まずステップＳ１１で炉
本体１の耐火温度（上限温度）を越えていないか否かを
判断し、越えていればステップＳ２０で反応ガスの供給
量あるいは酸素濃度を減少させることにより、反応を抑
制して炉内温度を下げるようにし、ステップＳ１１に戻
る。炉本体１の耐火温度を越えていなければステップＳ
１２で所定の炉内温度になっているか否かを判断し、な
っていなければステップＳ２１で反応ガスの供給を停止
してステップＳ５に戻り、再度加熱を行なう。なお、ス
テップＳ２１を省略してもとくに問題はない。そしてス
テップＳ１２で所定の炉内温度になっていればステップ
Ｓ１３に移る。

【００３９】ステップＳ１３で排ガスの温度が所定の反
応終了値に達しているか否かを連続的に測定する。反応
終了値に達していなければステップＳ１１に戻り、達し
ていれば改質反応が終了したと判断する。

【００４０】上記の方法において、酸素濃度の計測値に
より改質反応の終了の判断ができることは、図８〜図１
１によって理解できる。

【００４１】反応ガスとして空気を使用した場合には、
図８、図９に示すような挙動を示す。図８において、曲
線１０１は炉内温度を示し、まず所定温度（１０００
℃）まで加熱し（加熱工程）、この状態で空気を供給す
ると（改質工程）、アルミニウムドロス残灰中のアルミ
分が酸化され、この反応熱により炉内温度（排ガス温
度）は改質工程の初期に上昇し、その後徐々に下降す
る。一方、酸素濃度は曲線１０２に示すように当初は反
応が急速に行なわれる結果、酸素濃度は低い値を保ち、
その後改質反応が進むにしたがって上昇し、反応が終了
することにより酸素が消費されなくなるために排ガスの
酸素濃度は供給ガスの濃度（２１％）になる。

【００４２】図９では、１３００℃まで加熱し、１３０
０℃で２０分保持した後、加熱を停止して空気を反応ガ
スとして供給したときの炉内温度と排ガス酸素濃度の経
時変化を表したものである。炉内温度は、加熱を終了し
た直後は低下するが、アルミニウムおよび窒化アルミニ
ウムの酸化による反応熱で上昇する。その後、炉内温度
はやや低下する傾向にあるが、図７の１０００℃加熱の
結果に比べて温度の低下は小さく、温度１０００℃以上
を保った状態で推移した。そのため、反応ガス供給時の
再加熱は実施しなかった。一方、酸素濃度は、反応ガス
供給直後上昇するが、酸素濃度の上昇傾向は小さくな
り、アルミニウムおよび窒化アルミニウムの酸化（改
質）反応により良好に酸素が消費される。その後、改質
反応が進行するのにしたがって、酸素濃度は再び上昇
し、空気の酸素濃度（２１％）になり、反応が終了す
る。

【００４３】また反応ガスとして純酸素を使用した場合
には、図１０、図１１に示すような挙動を示す。まず図
１０において、温度曲線１０３および酸素濃度曲線１０
４に示すように温度および濃度の変化は大きくなるが、
傾向としては上記同様の挙動を示し、改質反応が終了す
ることにより排ガスの酸素濃度は１００％になる。

【００４４】図１１は１３００℃まで加熱し、１３００
℃で２０分保持した後、反応ガスとして酸素濃度５０％
の酸素と空気の混合ガスを供給したときの炉内温度と排
ガス酸素濃度の経時変化を表したものである。図９に比
べて炉内温度が高めに推移するが、ほぼ同様の挙動を示
している。上記の通り、いずれの酸化性ガスを用いた場
合も、この酸素濃度の計測値により改質反応が終了した
ことを知ることができる。

【００４５】上記方法の中で、図６のステップＳ１３、
図７のステップＳ１２の判断によって炉内の加熱を再度
行なうようにしているのは、次のような理由による。す
なわち、窒化アルミニウムの酸化反応は８００℃以下で
はほとんど進行しないため、この場合、残灰中に未反応
の窒化物が残存していても炉内に供給した酸素が消費さ
れず、結果として排ガスの酸素濃度が反応ガスの酸素濃
度まで上昇し、改質反応が終了してしまう。したがっ
て、ほぼ完全に窒化アルミニウムを分解する必要がある
場合は、温度低下時に再度加熱する必要がある。

【００４６】なお、炉内温度が８００℃を超えるとメタ
ルアルミの酸化反応が促進され、窒化アルミニウムの酸
化反応も始まる。また１０００℃を超えると、塩化物が
除去され、窒化アルミの酸化反応も促進されるようにな
る。よって、再加熱を実施する際には、８００℃より高
い温度、より好ましくは１０００℃以上の温度に設定し
て実施することが望ましい。

【００４７】また、反応の終了の判断は、酸化性ガスの
供給時間によっても行なうことができる。図１２は反応
ガスの供給時間と残灰中の窒化アルミニウムの分解率と
の関係を示したものである。供給時間１０分で窒化アル
ミニウムの分解率は１０％になり、１０分から３０分に
かけて大きく向上し、供給時間２０分で４０％、供給時
間３０分で７０％に達した。さらに６０分で分解率９０
％に達し、９０分で９５％、１８０分で９８％となっ
た。

【００４８】窒化アルミニウムの分解反応は粒子表面か
ら反応が開始されるため、分解率１０％においても粒子
表面はほぼアルミナに改質されている。したがって、空
気中の水分とも反応しにくくなり、残灰からのアンモニ
ア臭はほとんどなくなる。分解率４０％以上の窒化物が
分解すると粒子表面の改質されたアルミナ層が厚くな
り、アンモニア臭は全くしなくなる。さらに分解率７０
％になるとアルミナ層はさらに厚くなり、しかも焼結反
応によりアルミナ層が緻密になるため、水に浸漬しても
アンモニアの発生はほとんどない。分解率が９０％以上
になると処理済残灰を微粉砕して水に浸漬してもアンモ
ニアの発生はほとんどない。一方、供給時間１２０分か
ら１８０分にかけての６０分間で分解率の向上は２％以
下であり、両者の処理残灰は性状的にほとんど差がな
い。

【００４９】残灰中の窒化アルミニウムの許容残存量は
有効利用する分野のスペックにより決定されるが、最低
限アンモニアなどの悪臭の発生は抑える必要がある。し
たがって、実施可能な酸化性ガス供給時間は１０分から
１８０分、望ましくは２０分から１８０分さらに望まし
くは３０分から１２０分、より一層望ましくは６０分か
ら１２０分である。なお、反応ガスの供給量は、少なく
とも理論上残灰中のメタルアルミと窒化アルミニウムを
全量酸化するのに必要な酸素量以上、望ましくは理論量
の２倍以上とすればよい。

【００５０】図１３のように、炉本体１の前部および後
部の上側には排ガスフード２８がそれぞれ設置され、炉
本体１から排出された微粉の残灰と排ガスが、例えばサ
イクロンのような集塵機９０により分離され、捕集され
た微粉はスクリューフィーダのような供給機により連続
的に酸化性ガスの供給ラインに戻され、微粉は加熱処理
の間、循環されるようにしてもよい。上記集塵機９０か
ら排出される排ガスは排ガス処理装置を通して有害物質
を除去した後、大気に放出するようになっている。この
構成によると、酸化性ガスの吹き込みにより飛散した微
粉を炉本体１内にリターンできるため微粉の飛散をほぼ
完全に抑えることができ、処理量歩留まりのさらなる向
上および環境改善を図ることができ、ダストの循環によ
り固気接触が高まるため、反応性も向上する。

【００５１】なお、上記処理により製造された高アルミ
ナ原料をセメントや耐火物に使用する場合、遊離した金
属や酸化マグネシウムが存在するとそれらの強度などの
特性に悪影響を及ぼすことになる。しかしながら、上記
処理においては、アルミニウムの酸化作用と同時にマグ
ネシウム（Ｍｇ）などの他の金属も酸化されることにな
り、さらに酸化マグネシウム（ＭｇＯ）は、酸化アルミ
ニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）に反応してスピネル（ＭｇＡｌ
₂Ｏ₄）となるため、セメントや耐火物での使用に際して
も問題はない。

【００５２】加熱手段としては、プラズマアークやジュ
ール熱を利用した電気加熱器を採用してもよい。さらに
電極棒は、上記実施形態のように炉本体１の前後に配置
する代わりに、両電極棒をその先端部ほど徐々に互いに
近接するように炉蓋５０に取付けて、その先端部間でア
ークを発生させるようにしてもよい。

【００５３】

【発明の効果】請求項１の発明では、化石燃料を使用せ
ず燃料の燃焼による排ガスが発生しないために、炉外に
排出する排ガス量を少なくすることができるとともに、
炉の開閉の際に電極を取付け、取り外しする操作が容易
であり、加熱処理操作を簡単にすることができる。

【００５４】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、炉内を昇温する工程における加熱での排ガスがな
く、このため排ガス量を少なくすることができる。さら
に加熱初期に認められる残灰の炉壁への付着を防止する
ことができる。

【００５５】請求項３の発明では、排ガス中の酸素濃度
を連続的に測定しているために、加熱反応の進行状況を
常に把握することができ、したがって無駄のない加熱処
理を行なって排ガスを最小限にすることができる。

【００５６】請求項４の発明では、排ガス中の酸素濃度
の測定により反応の終了を正確に知ることができ、これ
によって炉内の加熱を最小限にし、排ガスの量を最小限
にすることができる。

【００５７】請求項５の発明では、請求項３または４の
発明において、炉内を昇温する工程における加熱での排
ガスがなく、このため排ガス量を少なくすることができ
る。さらに加熱初期に認められる残灰の炉壁への付着を
防止することができる。

【００５８】請求項６の発明では、請求項３〜５のいず
れかの発明において、化石燃料を使用せず、燃料の燃焼
による排ガスが発生しないために、排ガス量を少なくす
ることができる。

【００５９】請求項７の発明では、請求項６の発明にお
いて、燃料の燃焼による排ガスが発生しないために、炉
外に排出するガス量を少なくすることができるととも
に、炉の開閉の際に電極を取付け、取り外しする操作が
容易であり、加熱処理操作を簡単にすることができる。

【００６０】請求項８の発明では、酸化性ガスの吹き込
みにより飛散した微粉を炉内にリターンできるため、微
粉の飛散をほぼ完全に抑えることができ、処理量歩留ま
りのさらなる向上および環境改善を図ることができ、ダ
ストの循環により固気接触が高まるため、反応性も向上
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を実施する装置の全体平面図である。

【図２】図１の正面図である。

【図３】図１の加熱炉本体の縦断面図である。

【図４】図１の左側面図である。

【図５】図１の右側面図である。

【図６】この発明を実施する方法を示すフローチャート
である。

【図７】この発明を実施する別の方法を示すフローチャ
ートである。

【図８】１０００℃加熱後の空気供給による炉内温度と
排ガス酸素濃度との関係図である。

【図９】１３００℃加熱後の空気供給による炉内温度と
排ガス酸素濃度との関係図である。

【図１０】純酸素供給による炉内温度と排ガス酸素濃度
との関係図である。

【図１１】酸素と空気の混合ガスの供給による炉内温度
と排ガス酸素濃度との関係図である。

【図１２】反応ガスの供給時間と残灰中の窒化アルミの
分解率との関係図である。

【図１３】装置の排ガス系統を示す概略正面図である。

【符号の説明】

１ 加熱炉本体 ２ 傾動手段 ３，４ 電極手段 ５ 炉蓋開閉手段 １１ 前部環状レール １２ 後部環状レール １３ 支持枠 １４ 支持軸 １５ 保持枠 ２９ 排ガス管 ３０，４０ 電極棒 ３１，４１ 電極棒ホルダ ５０ 炉蓋 ５９ ガス供給口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０３Ａ (72)発明者 西村 友伸 大阪市中央区備後町４丁目１番３号 株 式会社神戸製鋼所 大阪支社内 (72)発明者 舘野 正裕 東京都千代田区内幸町１丁目１番３号 東京電力株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−100956（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−281239（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−123398（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−13496（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−135761（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−131142（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−176827（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−331354（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−225632（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−281239（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−70663（ＪＰ，Ａ) 特公 昭55−44313（ＪＰ，Ｂ２) 特表 平６−504320（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C22B 21/00 C22B 7/04 B09B 3/00 B09B 3/00 ZAB C01F 7/02

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルミニウムドロス残灰を加熱炉内で酸
   化性ガスを供給しつつ加熱処理する処理方法において、
   炉内に一対の電極を対向させてアークを発生させること
   により上記加熱炉内を加熱することを特徴とするアルミ
   ニウムドロス残灰の処理方法。
2. 【請求項２】 炉内を不活性ガス雰囲気に保った状態で
   所定の反応温度まで加熱し、その後炉内に酸化性ガスを
   供給して加熱処理するようにした請求項１に記載のアル
   ミニウムドロス残灰の処理方法。
3. 【請求項３】 アルミニウムドロス残灰を加熱炉内で酸
   化性ガスを供給しつつ加熱処理する処理方法において、
   炉内からの排ガスの酸素濃度を連続的に測定し、その測
   定値に基づいて炉内への酸化性ガスの供給量を調整する
   ようにしたことを特徴とするアルミニウムドロス残灰の
   処理方法。
4. 【請求項４】 アルミニウムドロス残灰を加熱炉内で酸
   化性ガスを供給しつつ加熱処理する処理方法において、
   炉内からの排ガスの酸素濃度を測定し、その測定値に基
   づいて加熱処理を終了させるようにしたことを特徴とす
   るアルミニウムドロス残灰の処理方法。
5. 【請求項５】 炉内を不活性ガス雰囲気に保った状態で
   所定の反応温度まで加熱し、その後炉内に酸化性ガスを
   供給して加熱処理するようにした請求項３または４に記
   載のアルミニウムドロス残灰の処理方法。
6. 【請求項６】 電気的加熱手段を用いて上記加熱炉内を
   加熱するようにした請求項３〜５のいずれかに記載のア
   ルミニウムドロス残灰の処理方法。
7. 【請求項７】 上記電気的加熱手段は、炉内に一対の電
   極を対向させてアークを発生させることにより炉内を加
   熱するようにした手段である請求項６に記載のアルミニ
   ウムドロス残灰の処理方法。
8. 【請求項８】 排ガス出口に集塵装置を設置して捕集し
   たダストを酸化性ガスの供給ラインに戻し、ダストを循
   環させるようにした請求項１〜７のいずれかに記載のア
   ルミニウムドロス残灰の処理方法。